第8章管壳式换热器10-15 寝1^3-4曾亮式换浩中易魑、易 按壳程流动截面S0=hD(1-do) 液体的安全容许速度 计算所得的壳程流速,m/ h——折流挡板间距,m 液体名称 安全容许速度m/s d管子外径,m 乙醚、二硫化磯、苯 <1 t一管中心距,m 甲醇、乙醇、汽油 <2-3 NB折流板数目 <10 d当量直径 影响压力降大小的因素很多,其中物料流速关 24流体阻力的计算 系较大。增加物料流速,可增大传热系数,使换热 管壳式换热器中的流体阻力计算包括管程和壳器绪构紧决,但增加流速将增大换热器的压力障 程两个方面。 并使磨蚀和振动破坏加剧等。压力降的增加又使动 力消耗增加。最大允许的压力降范围列于表10-3- 2.4.1管程压力降 管程总阻力△户是各程直管摩擦阻力△p、 1-3-5允许的压力降范■ 程回弯阻力以及进出口等局部阻力△p,之和。因此 可用下式计算管程总压力降△p 工艺物流的压力MPa 允许压力降△PMPa △p:=N,×NpX(△p;+△p)Pa 10-3-1 01-0。17 0。004-0034 式中N,一壳程数 >0.17 0·034 N管程数 △p;—每程直管的压力降,Pa, 3管亮式换热罾构件 112p △p= (10-3-2)3.1换热蒈 △p,每程局部阻力(包括回弯和进、出 根据换热管所用的材料及其适用场合,换热器 口)引起的压力降,Pa 分1、Ⅱ两级:I级换热器采用较高级冷拔换热 管,适用于无相变传热和易产生振动的场合;Ⅱ级 △p,=占 (10=3-3 换热器采用普通冷拔换热管,适用于重沸、冷凝传 L、d;-每根管的长度、内径,m 热和无振动的一般场合。 λ—摩擦因数 3.1.1譬径 一流体速度,m/s ——流体密度,kg/m3 管径愈小换热器愈紧凑、便宜,但是,压降将 增加。为了满足允许的压降,一般选用19mm的管 242亮程压力障 子。对于易结垢的物料,为方便清洗,采用外径为 由于流动状态比较复杂,壳程压力降的计算公25mm的管子。对于有气液两相流的工艺物流, 式较多,下面推荐一种常用的计算式: 般选用较大的管径,例如再沸器、锅炉用管多采用 △p,=1.D(Nn+1)P。3 32mm的管子。常用换热管的规格和尺寸偏差见表 10-3-6 10-3-4)3.1.2譬长 式中A2=1.72ReD.19 换热管的长度推荐采用;10、1.5、2,0、 无相变换热时,管子长则传热系数也增加。在
10-16第10篇换热器 103-6常用换热管已规格和尺寸偏薹 外径X厚度 I级换热器 I级换热器 材料|钢管标准 外径偏差mm厚偏差mm外径偏差mm壁厚偏差mn 0x1。5 ±0。15 ±0.20 14x2 19×2 GB8163-8725×25 10% 士0。45 57×3。5 ±08% ±10% ±1% +12%-10% 10×15 ±0.15 14×2 士0。20 GB227G-8 25x2 士15% 38×25 士0.45 57×25 ±0.8% 土1% 相同传热面时,采用长管则管程数少,压力降也理问题的出发点不同,考虑的因素周密程度不同 小,而且每m2传热面的比价也较低。但是,管子过结果往往相差很大。 长给制造带来困难。因此,一般选用的管长为4 常用的延长部分兼作法兰的固定式换热器管板 6m。对于大面积或无相变的换热器可以选到8-9m(如图10-3-9)厚度列于表10-3-7,供设计参 伯管长 3.13U形恐管 管板设计厚度t为管板计算厚度与壳程侧槽深 △S及管程腐蚀裕度之和,并圆整为2的倍数。 U形管的最小弯曲半径R随换热管直径的增大 而增大。一般R≥2d,其中do为管子的外直322管板最小厚度 换热管与管板胀接时,管板必须有足够的厚度 3.2管板 以保证胀管的可靠性,为此提出管板的最小厚度 3.2.1管板厚度 (不包括厚度附加量),见表10-3-8 管板的受力情况相当复杂,一般看作是一个开32.3薄管 者许多孔、装有管束并与壳体相连接的圆板,有时 还兼作法兰。管板应力的大小与壳体直径、操作温度 传统的管板计算方法所得到的管板厚度往往偏 和使用材料等有关。此外,影响的主要因素还有壳程厚。如本章15所述,目前出现一种计算管板的新方 与管程的流体压力差、管壁与壳壁的温度差、管板法,这种方法强调管子对管板的刚性支承作用,其 兼作法兰时的法兰弯矩、管板开孔对其强度及 计算的厚度比传统的薄得多,一般为10-15mm左 度的影响、管束对管板的支承作用、管板外边缘的右。目前对于管板减薄的试验研究工作仍在继续进 固定形式等等。计算管板厚度的方法很多,由于处行
第8章管壳式换热器10-17 变10-3-7管真度 序设计压力壳体内直径x壁厚换热管数目 度 D《xS △=±10°C 计 值设计值 1.0 400×8 33.8 32.0 1。0 349 40.0 32,0 123456789 500×8 10 600×8 35。7 9。1 34。0 36.4 1。0 800x10 50.0 35.4 1。0 37。2 1。0 1000×10 50。0 50.7 430 48 1。0 1200×12 56.0 44.3 45.7 01n3456789012 400x12 1547 58 46.9 52.0 1。0 12 53.6 60 1600×14 1。0 1700×14 62.4 68.0 54 60.0 0x 62.0 1900×14 2833 66,0 55.5 62.0 620 1。6 159×4.5 30.0 23.6 30.0 1。6 32.0 257 1。6 273×8 36.0 36.0 1。6 325×8 57 38。0 29.8 36 400×8 42.0 33.0 40.0 24 450×8 376 440 34.1 5% 500×8 1。6 401 46.0 367 44.0 41.1 1。6 800×10 47.4 54。0 50.0 2916 453 1。6 1000×10 56.0 46·8 1。6 100×12 640 530 32 1。6 1200×12 1117 545 1300×14 653 1。6 66。1 72.0 16 1755 639 618 16 J60×14 2023 64。7 632 1700x14 72.0 64。3 70.0 1。6 1800×14 654 72.0 1。6 2000×14 3185 679 740 679 74。0 4125 24。6 246 219×6 43 2.5 273×8 38 326 40。0 32。6 400 425 325x8
10-18第10篇换热器 衰10-3-7 序设计压力尧体内直径x驶厚换热管数目 管板度tmm △fm±50° △=±10°C MPa 400x8 39 46.0 388 46·0 480 2。5 500x8 41。8 480 40.7 2.5 355 50.6 580 540 52。5 58.0 56.0 900×12 579 64.0 62.0 2。5 1000×12 598 66.0 6 64.0 1100×14 72.0 5 1200×14 1117 679 74.0 72 1300xX14 0016 1547 3 82 82.0 58 5 1600×18 023 79.4 86.0 79。4 86.0 2。5 1700×18 849 1800×20 863 92.0 159×4.5 31。1 38.0 31。1 38.0 35。2 42.0 4.0 38 38。7 46.0 46·0 400×10 6 502 56.0 56.0 500×12 172 579 66。0 579 66.0 20 74.0 705 70.5 760 800x14 81。1 88.0 81.1 4.0 x003 884 96-0 884 96.0 90。9 98.0 4 1200X20 1117 97。7 1040 977 104.0 59X6 54.0 6.4 219×9 44.3 44.3 56.0 38 53。7 66.0 537 66,0 64 400X14 96 71。2 84.0 71.2 6。4 450×16 6.4 9640 98.8 98.8 124.0 1119 124.0 6,4 800×22 117。5 30。0 1175 1300 说明:(1)已N<1MP时,可选用PN=1MPa的管板厚度 2)中所列管板厚度请用于多管程的情况 3)当壳设计压力与营程设计压力不相等时,可接较高一侧的设计压力选取表中的管板厚度,并按亮温 管不同的设计压力确定各自受压部件的绪构尺寸